过着家里蹲般生活的少年纯，某日在打工的商店收到退回来的一本教导如何制作人偶的神秘杂志，受到了冲击。回家之后发现杂志的第2期和附赠的人偶零件，并得知只要能凑齐这些杂志附送的零件便可以组装得到第5人偶真红。纯接受了邀请并开始组装零件，在数期之后却接到了神秘杂志社的休刊通知，并得知由于第7人偶雪华绮晶的干扰，零件无法送到，需要纯自己去N之领域去拿；同一时刻他还收到了一封来自过去的自己所发来的简讯，声称由于雪华绮晶的力量过于强大无法与其匹敌而需要借助未来的纯的力量……

樱田纯是一名不愿上学而长期不出家门的中学生，热衷于上网购物，喜欢在购买物品后的退货限期内退回物品。有一天收到一封自称是人工精灵荷里耶的来信，上面只写着“上发条”、“不上发条”的选项，在好奇心的驱使下选择了“上发条”，之后房间就出现了一个没有署名的神秘皮箱，里面装着一个美丽而且质感近似真人的人偶少女。当纯使用木箱内的发条转动背部的开关后，人偶有生命般地活动起来，对纯说：“我是真红，蔷薇少女第五人偶。”正在这时，突然了出现被神秘人操控的小丑布偶，在生命受到威胁的紧急情况下，纯虽万般无奈还完全搞不清楚发生了什么事，却只能稀里糊涂地成为了真红的媒介，结成主仆关系。之后，一个个结下类似契约的人类和人偶出现在纯和真红面前，称为“蔷薇少女(Rozen Maiden)” 的人偶们的战斗就此展开了…

蔷薇少女真红收到了樱田纯送给她的胸针， 而水银灯也收到了柿崎惠送的红蔷薇，引起了她们对往事的回忆……

故事讲述主人公樱田纯在收到“上发条，还是不上发条”的问题时，选择了“不上发条”，没有和第五人偶真红相遇，平凡度过了中学并考入大学。然而本不该存在蔷薇少女的这个平行世界，终于还是出现了真红的身影……